論文の概要: Deep Learning-Driven Black-Box Doherty Power Amplifier with Pixelated Output Combiner and Extended Efficiency Range
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.16565v1
- Date: Tue, 17 Mar 2026 14:23:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-18 17:42:07.328389
- Title: Deep Learning-Driven Black-Box Doherty Power Amplifier with Pixelated Output Combiner and Extended Efficiency Range
- Title(参考訳): 画素出力コンバインダと拡張効率範囲を有する深層学習駆動型ブラックボックスドハーティパワーアンプ
- Authors: Han Zhou, Haojie Chang, David Widen,
- Abstract要約: 本稿では,マルチポート画素出力コンバインダネットワークを用いたDohertyパワーアンプ(PA)のディープラーニング駆動逆設計手法を提案する。
深部畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を開発し、電磁的(EM)代理モデルとして訓練する。
完全対称デバイスを用いて拡張されたバックオフ効率範囲を可能にする複雑なDohertyコンバインダを合成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.090846922590462
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This article presents a deep learning-driven inverse design methodology for Doherty power amplifiers (PA) with multi-port pixelated output combiner networks. A deep convolutional neural network (CNN) is developed and trained as an electromagnetic (EM) surrogate model to accurately and rapidly predict the S-parameters of pixelated passive networks. By leveraging the CNN-based surrogate model within a blackbox Doherty framework and a genetic algorithm (GA)-based optimizer, we effectively synthesize complex Doherty combiners that enable an extended back-off efficiency range using fully symmetrical devices. As a proof of concept, we designed and fabricated two Doherty PA prototypes incorporating three-port pixelated combiners, implemented with GaN HEMT transistors. In measurements, both prototypes demonstrate a maximum drain efficiency exceeding 74% and deliver an output power surpassing 44.1 dBm at 2.75 GHz. Furthermore, a measured drain efficiency above 52% is maintained at the 9-dB back-off power level for both prototypes at the same frequency. To evaluate linearity and efficiency under realistic signal conditions, both prototypes are tested using a 20-MHz 5G new radio (NR)-like waveform exhibiting a peak-to-average power ratio (PAPR) of 9.0 dB. After applying digital predistortion (DPD), each design achieves an average power added efficiency (PAE) above 51%, while maintaining an adjacent channel leakage ratio (ACLR) better than -60.8 dBc.
- Abstract(参考訳): 本稿では,マルチポート画素出力コンバインダネットワークを用いたDohertyパワーアンプ(PA)のディープラーニング駆動逆設計手法を提案する。
深部畳み込みニューラルネットワーク(Deep Convolutional Neural Network, CNN)は、電磁的(EM)代理モデルとして開発、訓練され、ピクセル化された受動ネットワークのSパラメータを正確かつ迅速に予測する。
ブラックボックス・ドハーティ・フレームワークと遺伝的アルゴリズム(GA)ベースのオプティマイザ内でのCNNベースのサロゲートモデルを活用することにより、完全対称デバイスを用いたバックオフ効率範囲の拡張を可能にする複雑なドハーティ・コンバインダーを効果的に合成する。
概念実証として,GaN HEMTトランジスタで実装した3ポートコンバインダを用いた2台のDoherty PAプロトタイプを設計・製造した。
両試作機とも最大ドレイン効率は74%を超え、出力電力は2.75GHzで44.1dBmを超える。
さらに, 両試作機の9dBバックオフ電力レベルにおいて, 52%以上のドレイン効率を同時に維持する。
現実的な信号条件下での線形性と効率を評価するため、両試作機は、平均出力比9.0dBの20MHzの新電波(NR)風の波形を用いて試験を行った。
ディジタルプリデフォルション(DPD)を適用した後、各設計は平均電力付加効率(PAE)を51%以上達成し、隣接するチャネルリーク比(ACLR)は60.8dBc以上維持する。
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